雪茄烟硬度测试仪

技术领域

本发明涉及烟检测技术领域，尤其涉及一种雪茄烟硬度测试仪。

背景技术

手工卷制的雪茄烟有着悠久的历史，随着生产工艺技术的提升，需要对手工雪茄烟的物理参数指标进行一系列量化与数据参考；其中硬度作为卷烟/滤棒的一项重要物理参数指标，在手工卷制的雪茄烟中，硬度同样影响着手工雪茄烟的品质；硬度过低会造成手工雪茄烟在存储，运输，消费过程中影响外形尺寸，拿捏手感，抽吸过程中烟灰堆层等。硬度过高会造成手工雪茄烟吸阻增大，氧气含量的减少，燃烧剧烈度下降等。因此需要一种检测手工雪茄烟硬度指标的仪器来测试样品的硬度，为手工雪茄烟的制作工艺提供数据参考或控制产品质量。

现目前市面上还未出现对手工雪茄烟硬度物理参数指标进行检测的仪器或装置；现有的卷烟/滤棒雪茄烟硬度测试仪不能直接用作手工雪茄烟硬度指标的检测；现有的对手工雪茄烟检测的方法主要靠感官体验，通过手指之间的捏压靠人体感觉出手工雪茄烟的硬度。

上述传统技术的缺点是：

卷烟/滤棒硬度检测仪只能用作卷烟或滤棒的硬度指标检测，不适用于手工雪茄烟的硬度指标检测。

人与人之间的感觉不同，同一样品不能得到统一的硬度定义。

人体感官得到的硬度不能得出精确的数据参考。

上述缺点的导致原因是：

卷烟或滤棒的尺寸形状较为统一，变化范围小，常见的卷烟/滤棒的规格有长度：40～150mm，直径：5～8mm。常见手工雪茄烟的长度规格有60～210mm，直径：12～25mm；相比于常规的卷烟/滤棒。手工雪茄烟的直径范围远远大于卷烟/滤棒；手工雪茄烟本身是由烟叶卷制而成，相对于卷烟/滤棒硬度更高。

人与人之间的手指施压面积不同，施压力不同，得到的感觉不同。

人体感觉不能转换为数字符号与计量单位表示。

因此需要研发出一种雪茄烟硬度测试仪来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种雪茄烟硬度测试仪。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

雪茄烟硬度测试仪，包括测试装置，测试装置包括：

用于提供测试重力的砝码装置；砝码装置竖直设置；

气浮轴套装置；气浮轴套装置套装在砝码装置上，气浮轴套装置的气流作用于砝码装置，砝码装置在作用于下方雪茄烟时对雪茄烟只有其自身重力作用；

激光传感器；激光传感器安装在砝码装置上部，激光传感器用于对砝码装置作用于雪茄烟后的下降距离检测。

具体地，测试装置还包括竖向移动机构，竖向移动机构用于砝码装置的上移移动，并于砝码装置下端接触雪茄烟时候与砝码装置脱离。

具体地，测试装置还包括横向移动机构，横向移动机构用于一限位装置的横向移动，雪茄烟的一端部与限位装置限位接触。

具体地，雪茄烟硬度测试仪还包括PLC控制器和用于参数设置与操作的电脑，电脑的信号端口与PLC控制器的信号端口连接，PLC控制器的信号输出端分别与竖向移动机构的信号输入端、横向移动机构的信号输入端连接，激光传感器的信号输出端与PLC控制器的信号输入端连接。

具体地，砝码装置包括安装杆、托环、施压砝码、预压砝码、压头，预压砝码、托环、施压砝码、压头由上至下依次套装在安装杆上。

具体地，砝码装置还包括增重砝码，增重砝码套装在安装杆上，并置于托环上。

具体地，气浮轴套装置包括烧结铜芯、气浮轴套、轴套盖、气膜间隙；烧结铜芯和气浮轴套均形成为圆环柱状结构，轴套盖形成为圆环状结构；烧结铜芯置于气浮轴套内部，施压砝码置于烧结铜芯内部，轴套盖安装在烧结铜芯和气浮轴套底部，气浮轴套外壁固定安装在一固定件上；烧结铜芯上径向均匀设置有多个透气小孔，气浮轴套上设置有进气孔，气浮轴套通过进气孔连接气源，烧结铜芯的内侧壁与施压砝码外侧壁之间形成有气膜间隙。

具体地，竖向移动机构包括竖向丝杆电机、直线导轨、竖向移动件、升降块，竖向丝杆电机和直线导轨均固定安装在一固定件上；竖向丝杆电机的丝杆与竖向移动件螺纹连接，竖向移动件与直线导轨限位滑动匹配，升降块与竖向移动件连接，施压砝码的下表面部分置于升降块的上表面上。

具体地，横向移动机构包括承压平台、横向移动件、横向丝杆电机，横向丝杆电机的丝杆与横向移动件螺纹连接，横向移动件的上端形成有滑动件，限位装置置于承压平台上方，承压平台上设置有横向限位导槽，滑动件在限位导槽内滑动设置，雪茄烟置于承压平台上。

具体地，承压平台上设置有放置槽，放置槽的设置方向与横向限位导槽的设置方向一致，且放置槽底部与横向限位导槽连通。

本发明的有益效果在于：

1.通过砝码装置、气浮轴套装置的配套设置，气浮轴套装置能够使得砝码装置在作用于下方雪茄烟时对雪茄烟只有其自身重力作用，能够每次给予雪茄烟相同的压力，使得测量准确度提高。

2.采用竖向移动机构、横向移动机构、电脑和PLC控制器配合，可以实现对雪茄烟的轴向不同部位的多次自动测量。

3.通过激光传感器对砝码装置的位移测量，使得测量结果较为精确。

附图说明

图1为本申请的结构示意图；

图2为本申请中测试装置的立体结构示意图一；

图3为本申请中测试装置的立体结构示意图二；

图4为本申请中测试装置的立体结构示意图三；

图5为本申请中测试装置的立体结构示意图四；

图6为本申请中测试装置的主视图；

图7为本申请中测试装置的左视图；

图8为本申请中气浮轴套装置的结构示意图；

图9为本申请中气浮轴套装置和砝码装置的连接结构示意图；

图10为本申请中施压砝码的结构示意图一；

图11为本申请中标准块的安装位置示意图；

图12为本申请中施压砝码的结构示意图二；

图13为本申请中安装杆的结构示意图；

图14为本申请的工作原理图。

图中：1、机箱，2、电脑，3、USB接口，4、预压砝码，5、激光传感器，6、增重砝码，7、气浮轴套装置，8、施压砝码，9、压头，10、雪茄烟，11、限位装置，12、承压平台，13、竖向丝杆电机，14、直线导轨，15、升降块，16、烧结铜芯，17、气浮轴套，18、轴套盖，19、气膜间隙，21、安装架，22、测试装置，23、竖向到位传感器，24、标准块，25、竖向移动件，26、横向丝杆电机，27、横向限位导槽，28、横向移动件，29、横向到位传感器，30、托环，31、安装杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图2-5所示，雪茄烟硬度测试仪，包括测试装置22，测试装置22包括：

用于提供测试重力的砝码装置；砝码装置竖直设置；

气浮轴套装置7；气浮轴套装置7套装在砝码装置上，气浮轴套装置7的气流作用于砝码装置，砝码装置在作用于下方雪茄烟10时对雪茄烟10只有其自身重力作用；保证重力偏差为施压砝码8重量的±1％；

激光传感器5；激光传感器5安装在砝码装置上部，激光传感器5用于对砝码装置作用于雪茄烟10后的下降距离检测。

如图3、5、7所示，测试装置22还包括竖向移动机构，竖向移动机构用于砝码装置的上移移动，并于砝码装置下端接触雪茄烟10时候与砝码装置脱离。

如图2、4、6所示，测试装置22还包括横向移动机构，横向移动机构用于一限位装置11的横向移动，雪茄烟10的一端部与限位装置11限位接触。

具体地，雪茄烟硬度测试仪还包括PLC控制器和用于参数设置与操作的电脑2，电脑2的信号端口与PLC控制器的信号端口连接，PLC控制器的信号输出端分别与竖向移动机构的信号输入端、横向移动机构的信号输入端连接，激光传感器5的信号输出端与PLC控制器的信号输入端连接。

如图10、12、13所示，砝码装置包括安装杆31、托环30、施压砝码8、预压砝码4、压头9，预压砝码4、托环30、施压砝码8、压头9由上至下依次套装在安装杆31上。

如图10、12、13所示，砝码装置还包括增重砝码6，增重砝码6套装在安装杆31上，并置于托环30上。本仪器对雪茄烟10的施加压力不局限于施压砝码8的重力，若需要增加压力，则将增重砝码6放置在托环30上方即可；

如图9、10所示，气浮轴套装置7包括烧结铜芯16、气浮轴套17、轴套盖18、气膜间隙19；烧结铜芯16和气浮轴套17均形成为圆环柱状结构，轴套盖18形成为圆环状结构；烧结铜芯16置于气浮轴套17内部，施压砝码8置于烧结铜芯16内部，轴套盖18安装在烧结铜芯16和气浮轴套17底部，气浮轴套17外壁固定安装在一固定件上；烧结铜芯16上径向均匀设置有多个透气小孔，气浮轴套17上设置有进气孔，气浮轴套17通过进气孔连接气源，烧结铜芯16的内侧壁与施压砝码8外侧壁之间形成有气膜间隙19。气流从气浮轴套17上的进气孔进入气浮轴套17与烧结铜芯16之间，再经烧结铜芯16上的多个透气小孔进入烧结铜芯16内部，在360度环形方向上给施压砝码8施加径向力，在施压砝码8与烧结铜芯16之间形成一层气膜间隙19，使得施压砝码8与轴套盖18没有直接接触，从而雪茄烟10在竖直方向上只受到砝码装置重力的影响。

如图3、5、7所示，竖向移动机构包括竖向丝杆电机13、直线导轨14、竖向移动件25、升降块15，竖向丝杆电机13和直线导轨14均固定安装在一固定件上；竖向丝杆电机13的丝杆与竖向移动件25螺纹连接，竖向移动件25与直线导轨14限位滑动匹配，升降块15与竖向移动件25连接，施压砝码8的下表面部分置于升降块15的上表面上。

如图3所示，固定件为安装架21，安装架21与承压平台12连接。在安装架21上开设有竖向限位凹槽，升降块15从竖向限位凹槽的一侧伸入并穿出至另一侧与竖向移动件25连接，竖向限位凹槽的底部高度有限制，此限制是为了避免压头9与承压平台12撞击。

如图2、4、6所示，横向移动机构包括承压平台12、横向移动件28、横向丝杆电机26，横向丝杆电机26的丝杆与横向移动件28螺纹连接，横向移动件28的上端形成有滑动件，限位装置11置于承压平台12上方，承压平台12上设置有横向限位导槽27，滑动件在限位导槽内滑动设置，雪茄烟10置于承压平台12上。

如图5所示，承压平台12上设置有放置槽(图中未示出)，放置槽的设置方向与横向限位导槽27的设置方向一致，且放置槽底部与横向限位导槽27连通。

如图3所示，本申请还包括竖向到位传感器23，竖向到位传感器23安装在安装架21上，竖向移动件25上移至一定位置时，竖向到位传感器23发送数据至PLC控制器，PLC控制器控制竖向丝杆电机13停止动作，准备下一次的砝码装置下移动作。

如图4所示，本申请还包括横向到位传感器29，横向到位传感器29安装在承压平台12上，横向移动件28移动至一定位置时，横向到位传感器29发送数据至PLC控制器，PLC控制器控制横向丝杆电机26停止动作，此次测量完毕后，横向移动机构控制限位装置11回归原位，准备下一轮测量工作。

如图11所示，本仪器采用的标定方式为一定高度的标准块24代替雪茄烟10放置在承压平台12上，施压砝码8下降，激光传感器5得到一个值，再放置另一规格的标准块24，施压砝码8下降得到另外一个值，两值的点确定一条直线得到一个线性关系。

如图1、14所示，雪茄烟硬度测试仪还包括机箱1、USB接口3，电脑2和USB接口3嵌入机箱1内安装，测试装置22安装在机箱1内，USB接口3的信号端口与电脑2的信号端口连接，通过USB接口3可以接外接设备，此外电脑2还可以连接打印机。

如图14所示，使用者通过人机交互的电脑2进行参数设置与操作，将数据传送给PLC控制器，PLC控制器发送指令给竖向丝杆电机13、横向丝杆电机26，横向丝杆电机26将限位装置11推送到指定位置，竖向丝杆电机13带动砝码装置上下运动，气浮轴套装置7保证砝码装置在竖直方向上只受到重力作用，使压力作用于雪茄烟10样品，砝码装置上方的激光传感器5用于读取砝码装置位移量，将读取到的位移值发送给PLC控制器，返回给电脑2进行处理得出结果；

根据结果进行雪茄烟10硬度计算，硬度数据计算方法为：以10g砝码作用于雪茄烟10保持一定时间，时间可自定义设置，记录距离承压平台12值S1，再以300g砝码作用于雪茄烟10保值一定时间，时间可自定义设置，记录距离承压平台12值S2。硬度H计算公式为：

本仪器的测试装置22，通过电脑2设置好参数后，限位装置11移动到指定位置停止，手动放入雪茄烟10至放置槽上，以雪茄烟10的端面为基准贴靠限位装置11。竖向丝杆电机13带动施压砝码8向下运动，当压头9接触到雪茄烟10后激光传感器5值不变记录数值保持一段时间后，升降块15继续下移，升降块15脱离对施压砝码8的支撑，砝码全部重力作用于雪茄烟10保持一段时间后，得到另一个激光传感器5值，计算得出结果，限位装置11回原位，施压砝码8回原位，可选择打印测试结果，测量结束。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。